• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 사면안정 설계 및 시공 특별강연회
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• pp.19-30
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• 2001

This paper represents a case study to determine optimal rock properties and to analyse the safety of slopes excavated in faulted and severly weathered ground. The study site consists of two slopes with a length of 240m and a height of 30m in contact with a tunnel. Significant efforts have been exerted for determining the proper strength parameters such as cohesion and internal friction of rockmass by back analyses as well as laboratory and in-situ tests. Limit equilibrium analyses have also been conducted using these properties.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권1호
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• pp.1-20
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• 2016

On the basis of the geological conditions of high and steep mountainous slope on which an exit portal of an express railway tunnel with a bridge-tunnel combination is to be built, the composite structure of the exit portal with a bridge abutment of the bridge-tunnel combination is presented and the stability of the slope on which the express railway portal is to be built is analyzed using three dimensional (3D) numerical simulation in the paper. Comparison of the practicability for the reinforcement of slope with in-situ bored piles and diaphragm walls are performed so as to enhance the stability of the high and steep slope. The safety factor of the slope due to rockmass excavation both inside the exit portal and beneath the bridge abutment of the bridge-tunnel combination has been also derived using strength reduction technique. The obtained results show that post tunnel portal is a preferred structure to fit high and steep slope, and the surrounding rock around the exit portal of the tunnel on the high and steep mountainous slope remains stable when rockmass is excavated both from the inside of the exit portal and underneath the bridge abutment after the slope is reinforced with both bored piles and diaphragm walls. The stability of the high and steep slope is principally dominated by the shear stress state of the rockmass at the toe of the slope; the procedure of excavating rockmass in the foundation pit of the bridge abutment does not obviously affect the slope stability. In-situ bored piles are more effective in controlling the deformation of the abutment foundation pit in comparison with diaphragm walls and are used as a preferred retaining structure to uphold the stability of slope in respect of the lesser time, easier procedure and lower cost in the construction of the exit portal with bridge-tunnel combination on the high and steep mountainous slope. The results obtained from the numerical analysis in the paper can be used to guide the structural design and construction of express railway tunnel portal with bridge-tunnel combination on high and abrupt mountainous slope under similar situations.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권4호
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• pp.49-62
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• 1995

지반네일을 사용한 급경사면의 보강공법은 지난 20년동안 여러나라에서 사용되어왔다. 본 연구에서는 네일로 보강된 급경사면에 대하여 개별요소법을 이용한 새로운 해석을 수행하였다. 이 방법은 네일에 발생되는 인장응력 및 전단응력을 예측할 수 있어 각 요소별로 지반과 네일의 부분안전율을 산정할 수 있다. 보강된 급경사면은 몇개의 절편으로 나뉘어지고 각 측면들에 탄소성 Winkler 스프링으로 연결되었다고 가정함으로써 거동을 모델링하였다. 네일을 스프링으로 대치시키기 위하여 내일과 주변지반 사이의 합리적인 역학기구가 가정되어 사용되었다. 또한 실제 굴착과정에 따른 네일의 설치단계를 고려함으로써 현장지반에서 관측된 네일의 인장력을 비교적 잘 예측할 수 있어 보다 적절한 안전율 산정이 가능하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.27-35
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• 2002

원 지반을 성토하여 인공적으로 형성된 다짐지반에 터파기를 하여 관을 매립하거나, 암거를 설치하는 작업을 수행 하는 경우가 자주 있다. 이 때 조성되는 임시굴착사면의 기울기를 적용함에 있어서 실험이나 사면안정해석 등의 적절한 과정을 수행하지 않음으로 인해 사면붕괴가 발생하여 인명 피해는 물론이고 공기의 지연 및 공사비의 증액 등 크고 작은 손실을 초래하고 있다. 본 논문에서는 이러한 임시사면의 안정성 검토를 위해 대표적인 경우들에 대한 사면안정해석을 수행하였으며, 특히 사면안정에 대한 다짐지반의 비등방성에 따른 전단강도의 영향을 검토하였다. 해석에서 적용한 다짐지반의 비등방성 전단강도는 전단면과 다짐층 간의 경사를 변화시키면서 수행한 일련의 직접전단시험으로부터 추정하였다. 해석 결과, 비등방성을 고려하는 지의 여부에 따라서 임시사면의 적절한 안정기울기가 소폭으로 변화할 가능성이 있음을 알았다. 그러나, 이에 따른 안전율의 변화나 파괴면의 양상은 그리 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.157-164
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• 2010

최근 아치슬래브를 이용한 새로운 반개착식 터널공법이 터널안정성 확보와 건설비용 감소, 환경훼손 최소화를 위해 적용되고 있다. 반개착식 공법은 원지반을 터널 천단아치부 까지만 굴착하고 아치형 구조물을 설치하여 복토한 후에 터널하반을 굴착하는 공법이다. 본 논문에서는 편경사 지역에서 반개착식으로 굴착 할 경우 편경사에 따른 아치슬래브의 거동을 실내모형실험으로 규명하였다. 연구결과, 아치슬래브의 거동은 원지반의 편경사 크기, 굴착심도, 굴착사면의 경사 및 기반암의 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다. 아치슬래브의 측력은 전반적으로 압축력이 지배하나 편경사가 커질수록, 저지대에서 부분적으로 인장력이 발생하였다. 아치슬래브의 모멘트는 편경사가 증가할수록 고지대에서는 압축모멘트가 발생하며, 저지대에서는 인장모멘트가 발생하였다. 지점반력은 편경사가 커질수록 고지대에서는 증가하며, 저지대에서는 감소하여 좌우편차가 발생하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권2호
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• pp.27-40
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• 1991

동아대학교 승학캠퍼스는 산지를 굴착하여 약 10년 전부터 연차적으로 건설되어 왔다. 1989년 8월에 내린 200mm16ay이상의 집중호우로 인한 지하수 및 산사태로써 건물, 사면, 미로 등 많은 피해를 입었다. 이 피해의 원인조사 및 보완대책을 위하여 현황 및 50m 격자형 위치측량, 예비조사, 야외간이 측량법, 지구 물리학적 탐사법, 시추조사 및 흙의 특성시험 등이 수행되었다. 이러한 조사결과를 바탕으로 피해의 원인 및 예측을 수행하였으며 수평배수공법, 위험한 노출암괴의 제거, 지하배수를 겸한 옹벽설치, 붕적층의 제거 및 격자형 블록에 의한 사면안정공법 등좌 보완대책이 수립되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권1호
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• pp.111-123
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• 2023

The slope of an open cut tunnel is located above the exit of the Leijia tunnel on the Changgan high-speed railway. During the excavation of the open cut tunnel foundation pit, the slope slipped twice, a large landslide of 92500 m³ formed. The landslide body and unstable slope body not only caused the foundation pit of the open cut tunnel to be buried and the anchor piles to be damaged but also directly threatened the operational safety of the later high-speed railway. Therefore, to study the stability change in the slope of the open cut tunnel under heavy rain and excavation conditions, a 3D numerical calculation model of the slope is carried out by Midas GTS software, the deformation mechanism is analyzed, anti-sliding measures are proposed, and the effectiveness of the anti-sliding measures is analyzed according to the field monitoring results. The results show that when rainfall occurs, rainwater collects in the open cut tunnel area, resulting in a transient saturation zone on the slope on the right side of the open cut tunnel, which reduces the shear strength of the slope soil; the excavation at the slope toe reduces the anti-sliding capacity of the slope toe. Under the combined action of excavation and rainfall, when the soil above the top of the anchor pile is excavated, two potential sliding surfaces are bounded by the top of the excavation area, and the shear outlet is located at the top of the anchor pile. After the excavation of the open cut tunnel, the potential sliding surface is mainly concentrated at the lower part of the downhill area, and the shear outlet moves down to the bottom of the open cut tunnel. Based on the deformation characteristics and the failure mechanism of the landslides, comprehensive control measures, including interim emergency mitigation measures and long-term mitigation measures, are proposed. The field monitoring results further verify the accuracy of the anti-sliding mechanism analysis and the effectiveness of anti-sliding measures.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.419-425
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• 2009

최근에 저토피 및 터널 갱구부에 반개착식 공법을 적용하여 구조적인 안전성과 자연친화성을 높인 사례가 증가하고 있다. 반개착식 공법은 저토피구판에시 원지반을 터널 천단아치에 해당하는 기초까지만 굴착하고 아치형 구조달을 설치하여 복토한 후에 터널하반을 굴착하여 기존 개착공법에서 발생되는 지반 과다절취에 따른 대절토 비탈면 발생과 굴착면 보강에 따른 고비용과 불안정성 증대 문제를 해결할 수 있는 공법이다. 본 논문에서는 저토피 구간에서 반개착식으로 굴착한 Braced Rib Arch의 거동에 대하여 연구하였다. 아치형구조물의 Rib Arch는 지간이 1.8 m인 아치형 강재를 간격재는 목재를 사용하였으며 1:10의 축척으로 4.0 m(폭)$\times$3.3 m(높이)$\times$4.0 m(연장)의 크기를 가진 대형토조에서 실험을 수행하였다. 모형실험결과 아치형 구조물에 작용하는 성토하중은 기존 개착터널에서 사용하는 하부구조물의 폭에 해당하는 상부토체의 크기보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.50-61
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• 2000

터널의 갱구부는 터널에서 3차원 거동을 가장 뚜렷하게 보이는 부분이며 대체로 풍화가 진행되어 거의 토사화되어 있는 취약한 암반에 시공됨에 따라 비탈면은 잠재적인 활동체가 되게 된다. 터널 갱구부 비탈면에서 안정에 위해되는 요인이 발생했을 경우 파괴가 급속히 진행되어 대형사고로 이어질수 있으므로 특별한 안정화 대책이 필요하여 경제적으로 큰 부담이 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 갱구부 비탈면을 수평 아치형으로 굴착하게 되면 굴착량이 줄어서 경제적이고 자연훼손이 줄어들며 보다 안전하고 아름다운 형상을 기대할 수 있다. 그러나 인식부족으로 인하여 이와 같은 시도는 거의 이루어지지 않고 있어서 면벽식 갱구부가 보편화 되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 아치형 갱구부 비탈면의 이점을 알아보기 위하여 3차원 수치해석을 ㄷ형과 아치형 비탈면에 대하여 각각 수행하여 그 결과를 서로 비교하였으며 터널 굴진과 암반강성에 따른 갱구부 비탈면의 안정성은 비탈면에서 발생되는 최대전단변형율과 막장면에서 터널굴진에 따른 소성접근도를 분석하여 검토하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.655-662
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• 2003

Slope stability is an important issue ill civil engineering works or in open pit mines where both economy and efficiency is required. These are the long-term stability problems which depend on the change of physical properties under a certain weather condition. These can also result in progress of weathering which can change mechanical or hydro-geological properties of rock mass considerably. In this study, weathering in nature was simulated by freeze-thaw test and Soxhlet test which represent mechanical and chemical weathering respectively. Measured were elastic wave velocities, absorption rate, volume change. Uniaxial compression strengths before and after the weathering tests were also measured. The change in weight and volume of the specimens were not clearly related to the weathering process, but P, S wave velocities were clearly decreased as weathering progresses. For some class of rocks, P-wave velocity was increased probably because of the saturation due to improved connectivity of the pre-existing pores. Based on the test results, stability of the slopes were analyzed using FLAC$\^$2D/. Due to the reduced strength parameters, the factors of safety were decreased for the selected sites.